硅基ZnO系薄膜及其發(fā)光器件.pdf

1、ZnO具有3.37 eV的直接寬禁帶，在室溫下有相當高的激子束縛能(60 meV)，是潛在的電致紫外發(fā)光器件的半導體材料。當ZnO與CdO形成合金半導體CdxZnO1-xO時，禁帶寬度可以減小到～1.8 eV，因而可用于制備電致可見發(fā)光器件。本文在硅基上制備了基于ZnO缺陷發(fā)光的電致發(fā)光器件，研究了其發(fā)光性能；此外，利用反應磁控濺射法制備了CdxZn1-xO薄膜，研究了其光致發(fā)光隨熱處理條件的變化情況，為制備基于CdxZn1-xO薄膜的

2、電致可見發(fā)光器件打下基礎。本文得到了如下主要結果；
　　 以溶膠-凝膠法在重摻硼硅片(p+-Si)襯底上制備含有ZnO晶粒的Zn2SiO4(Zn2SiO4：ZnO)薄膜，形成硅基Zn2SiO4：ZnO薄膜發(fā)光器件。該器件表現(xiàn)出良好的整流特性：在正向偏壓下，器件產生與ZnO缺陷相關的電致發(fā)光，發(fā)光強度隨著正向偏壓的增大而不斷增強，而反向偏壓下器件不發(fā)光。基于該器件的能帶結構，初步解釋了上述載流子輸運和電致發(fā)光的機理。
　　

3、 利用直流反應磁控濺射生長了高度c軸取向生長的單一六方相CdxZn1-xO薄膜，研究了熱處理對薄膜的晶體結構和光致發(fā)光的影響。結果表明：(a)經過不同溫度(500-800℃)常規(guī)熱處理，隨著熱處理溫度的升高，CdxZn1-xO薄膜中Cd含量逐漸降低，且由于Cd的揮發(fā)而使薄膜出現(xiàn)孔洞，與此同時薄膜分相，而發(fā)光峰位由于薄膜中物相的變化而發(fā)生相應的變化。(b)經N2氣氛下500-700℃快速熱處理(RTA)后的薄膜的光致發(fā)光強度顯著提高。隨著